La levadura genéticamente modificada produce opiáceos a partir del azúcar.

Un grupo de científicos de la Universidad de Stanford, bajo la dirección de la profesora de bioingeniería Christina Small (en la foto de la izquierda) ha estado realizando experimentos genéticos con levadura. Recientemente, lograron hacer un descubrimiento serio. Utilizando una serie de modificaciones genéticas, han obtenido un tipo de levadura que procesa el azúcar en hidrocodona.

La hidrocodona (Vicodin) es un opiáceo semisintético obtenido de los opiáceos naturales de codeína o tebaína. Este es un medicamento narcótico eficaz para el dolor, cuya circulación en la Federación de Rusia, por cierto, está prohibida.

Aunque Vicodin está prohibido en la Federación de Rusia, es difícil sobreestimar la importancia científica de este descubrimiento. Según la Organización Mundial de la Salud, 5.500 millones de personas en el mundo no tienen o casi no tienen acceso a medicamentos para el dolor. La levadura creada en Stanford puede producir hidrocodona en tres a cinco días.

Ahora, la fabricación de tales analgésicos requiere un largo procedimiento: primero, la adormidera se cultiva en granjas individuales que han recibido la aprobación del gobierno. Luego se recolecta, procesa y envía a plantas farmacéuticas en los Estados Unidos, donde se lleva a cabo la purificación y fabricación del medicamento.

La levadura simplifica enormemente este proceso, por lo que los analgésicos, en teoría, se volverán más baratos y más asequibles incluso en países pobres.

Antes de hacer opiáceos, el equipo científico de Christina Smolk creó levadura genéticamente modificada que produjo la medicina antipalúdica artemisinina. Esa exitosa experiencia demostró la posibilidad de fabricar otras drogas de manera similar.

"Cuando comenzamos a trabajar hace diez años, muchos expertos consideraron imposible crear levadura que reemplace todo el proceso desde la granja hasta la producción", dice el profesor Smolk. Sin embargo, fue posible demostrar que esto sigue siendo real. Es cierto, mientras que la liberación del medicamento es extremadamente pequeña: para obtener una dosis de analgésicos se requieren hasta 16.650 litros de levadura genéticamente modificada. Pero lo más importante, el experimento demostró la posibilidad teórica de tal proceso.

La levadura modificada genéticamente contiene 23 genes extraños de cinco organismos representados en la ilustración (de arriba a abajo): amapola de California, rata, pescado ahumado, bacterias y adormidera.



Se introdujeron fragmentos de ADN de estos organismos en células de levadura. Con su ayuda, las células podrían producir todas las enzimas necesarias para convertir el azúcar en hidrocodona, que bloquea los receptores del dolor en el cerebro.

"Las enzimas producen y destruyen moléculas", dice Stephanie Galanie, una estudiante graduada de Stanford y miembro del Small Research Group. "Estos son los héroes luchadores de la biología".

Muchas plantas, incluida la adormidera, producen la molécula de reticulina S, un precursor de los ingredientes activos que tienen propiedades analgésicas. En la adormidera, la S-reticulina cambia naturalmente a una versión de R-reticulina similar a un espejo. El equipo de investigación del profesor Smolk ha encontrado una enzima que reconfigura la reticulina.


S-reticulina y R-reticulina

Después de la reconfiguración de la reticulina, otras enzimas se hacen cargo, incluidas seis enzimas de la rata para completar la producción de la molécula deseada.

Durante las pruebas experimentales, se organizaron dos líneas de producción. Uno produjo tebaína, que se puede usar para hacer analgésicos. Por otro lado, la hidrocodona.

"Esto es solo el comienzo", dice Small. "La técnica que desarrollamos para los analgésicos opiáceos se puede adaptar para producir muchos medicamentos a base de plantas para combatir el cáncer, las enfermedades infecciosas y las enfermedades crónicas como la presión arterial alta y la artritis".

El artículo científico "Biosíntesis completa de opioides en levadura" fue publicado el 14 de agosto de 2015 en la revista Science .

Source: https://habr.com/ru/post/es382957/